放热反应升高温度平衡怎么移动(化学平衡中的几个模糊认识)
我们知道,影响化学平衡和化学反应速度的外因主要为浓度、压强和温度,且随着这些外界条件的改变,化学平衡将向着减弱这些改变的方向移动。但是,我们发现不少同学对外界条件对化学平衡的影响还有一些模糊的认识,为了帮助同学们搞清楚这些问题,今列举分析如下:
错误认识之一:增大反应物浓度,平衡正向移动,原因是增大反应物浓度只增大了正反应速度。
解析:增大反应物浓度的确能使正反应速度加快。但是,随着正反应速度的增大,逆反应速度也会随之增大,只不过正、逆反应速度增大的趋势不同而已。其最终结果是V正大于V逆,化学平衡正向移动。
错误认识之二:增加反应物溶液的用量,必然会增大正反应速度,使化学平衡正向移动。
解析:使化学平衡正向移动应当增大的是反应物的浓度,而不是增加相同浓度反应物的用量。如:0.1摩/升H2SO4溶液10毫升与0.1摩/升Na2S2O3溶液10毫升反应,若将此浓度H2SO4溶液取20毫升,并不能加快该反应的速度,使平衡正向移动。只有增大反应物的浓度,如再取0.2摩/升的H2SO4溶液10毫升,正反应速度才一定会加快,化学平衡也才会正向移动。
错误认识之三:反应前溶液浓度大,反应时速度一定快。
解析:反应前溶液浓度大,反应速度一般较快,但是在两种或两种以上的溶液进行混和反应时,应分析此时溶液的浓度是否已发生很大的变化,若发生很大变化,应重新进行分析计算。
如:把下列四种X溶液分别加入4个均盛10毫升2摩/升盐酸的烧杯中,并立即都加水稀释至50毫升,此时X和盐酸开始反应,其中反应速度最快的是( )
(A)20毫升、2.5摩/升
(B)20毫升,2摩/升
(C)10毫升、5摩/升
(D)30毫升、2摩/升
若按反应前浓度越大,反应速度越快考虑,则必选(C)无疑,但实际上(D)最快。
原因是:在X和盐酸混和反应之初,X的浓度已发生了很大的变化,(C)中X的浓度为
10×5÷50=1(摩/升),而(D)中X的浓度为30×2÷50==1.2(摩/升),即在反应体系中(D)的浓度大于(C),故(D)的反应速度最快。可见,反应前浓度大,反应时速度不一定快,还必须考虑反应混和溶液的总效应。
错误认识之四:增大某反应物的浓度,该物的转化率一定会降低。
解析:一般来说,增大反应中某反应物的浓度,该物质的转化率一般会降低,但也有例外。如:在一密闭容器中充入1摩NO2,建立如下平衡:2NO2=N2O4,其转化率为a%,在其它条件不变的情况下,再往容器中充入1摩NO2,等新平衡建立后,又测得NO2的转化率为b%,则a与b的关系为( )
(A)a>b (B)a=b
(C)a<b (D)无法判断
本题若按一般的思维方式必然选(A),但由于本题中反应物只有一种,且题干已明确在其它条件不变的前提下,即体系的温度、压强和体积均恒定;增大NO2的量,必须使体系压强增大,要维持条件不变,只有使平衡正向移动。即NO2向N2O4转化,NO2的转化率将比初始平衡态高,即a<b。
错误认识之五:加压只增加了反应物的压强。
解析:体系的压强是体系中所有物质的微粒作用于容器壁的综合效应。因此,改变压强是整个体系中各物质的压强,不仅仅是反应物,对生成物也有影响,只不过因各自物质的量的多少不同,所受的影响大小各异而已。
错误认识之六:若某反应为吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,降低温度平衡向逆反应方向移动,说明在该反应中,升高温度只使V正增大,降低温度只使V逆增大。
解析:温度是影响反应速度的主要因素,温度的改变对V正、V逆都是有影响的,但影响的程度却可以不同。当正反应为吸热反应,升高温度时,虽然V正、V逆均增大,但增大的趋势V正大于V逆,所以平衡正向移动;而降低温度时,V正、V逆均减慢,但减慢的趋势V正大于V逆,故平衡逆向移动。同理,若正反应为放热反应,升高温度时,V正、V逆仍然增大,但V正增大的趋势小于V逆,故平衡逆向移动。而降低温度时,V正、V逆均减小,但V正减小的趋势小于V逆,故平衡正向移动。
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